JP2014526095A - Portable field maintenance tool with process communication channel - Google Patents

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Abstract

プロセス制御システムと相互作用させる方法(150)が、提供される。方法(150)は、フィールドデバイスと物理的に近接させてモバイル電子デバイスを運ぶステップ(152)を含む。モバイル電子デバイスは、フィールドデバイスのデジタルプロセス通信チャネルに接続される(154)。クライアントソフトウェアアプリケーションが、モバイル電子デバイスで開始される(156)。デジタルプロセス通信チャネルは、クライアントソフトウェアアプリケーションを、モバイル電子デバイス及びフィールドデバイスの両方から離れたホストアプリケーションと通信の接続をさせるために使用される(158)。  A method (150) of interacting with a process control system is provided. The method (150) includes the step (152) of carrying the mobile electronic device in physical proximity to the field device. The mobile electronic device is connected to the field device's digital process communication channel (154). A client software application is initiated at the mobile electronic device (156). The digital process communication channel is used to allow the client software application to make a communication connection with a host application remote from both the mobile electronic device and the field device (158).

Description

背景
極めて重要なプロセス監視及び制御機能を提供するために、フィールド・デバイス(屋外用装置)が、様々なプロセス施設で使用される。プロセス施設の例としては、石油、医薬、化学、パルプ、及び、他の流体処理施設が挙げられる。このような施設では、プロセス制御及び計測ネットワークが、何十又は何百もの様々なフィールド・デバイスを含むことができ、このようなデバイスが正確に機能していること及び/又は較正されていることを保証するために、デバイスには、メンテナンスが定期的に必要とされる。更に、プロセス制御及び計測施設における1つ以上のエラーが検出される場合には、携帯型フィールド・メンテナンス・ツールを使用することによって、技術者は、フィールド(プロセス施設の屋外現場)でこのようなエラーを迅速に診断することができる。デジタル・プロセス通信プロトコルを使用して高機能フィールド・デバイスに関する問題を構成、較正及び診断するために、携帯型フィールド・メンテナンス・ツールが一般に使用される。
BACKGROUND Field devices (outdoor equipment) are used in various process facilities to provide critical process monitoring and control functions. Examples of process facilities include petroleum, pharmaceutical, chemical, pulp, and other fluid treatment facilities. In such facilities, the process control and metrology network can include dozens or hundreds of various field devices, and such devices are functioning correctly and / or calibrated. In order to ensure that the device requires regular maintenance. In addition, if one or more errors in the process control and measurement facility are detected, the portable field maintenance tool can be used to allow the technician to do such in the field (outdoor site of the process facility). Errors can be diagnosed quickly. Portable field maintenance tools are commonly used to configure, calibrate and diagnose problems with advanced field devices using digital process communication protocols.

少なくともいくつかのプロセス施設は、高揮発性の、又は爆発性の、環境を伴うことになるので、フィールド・デバイス及びこのようなフィールド・デバイスと共に用いられる携帯型フィールド・メンテナンス・ツールが本質的安全規格の要求事項を満足することが、多くの場合、有益又は必要となる。これらの条件は、条件に従った電気デバイスが故障状態でも点火源を作り出さないことを保証するのに役立つ。本質的安全規格の要求事項の一例が、Factory Mutual Researchによって1998年10月に公布されたAPPROVAL STANDARD INTRINSICALLY SAFE APPARATUS AND ASSOCIATED APPARATUS FOR USE IN CLASS I, II and III, DIVISION NUMBER 1 HAZARDOUS (CLASSIFIED) LOCATIONS, CLASS NUMBER 3610に記載される。本質的安全規格の要求事項に従った携帯型フィールド・メンテナンス・ツールの例としては、テキサス州オースティンのEmerson Process Managementから入手可能である、商標名Model 475 Field Communicatorで販売される携帯型フィールド・メンテナンス・ツールが挙げられる。   Since at least some process facilities will involve highly volatile or explosive environments, field devices and portable field maintenance tools used with such field devices are inherently safe. Satisfying the requirements of the standard is often beneficial or necessary. These conditions help to ensure that the compliant electrical device does not create an ignition source even in a fault condition. An example of the requirements for intrinsic safety standards is APPROVAL STANDARD INTRINSICALLY SAFE APPARATUS AND ASSOCIATED APPARATUS FOR USE IN CLASS I, II and III, DIVISION NUMBER 1 HAZARDOUS (CLASSIFIED) LOCATIONS, promulgated in October 1998 by Factory Mutual Research Listed in CLASS NUMBER 3610. An example of a portable field maintenance tool in accordance with intrinsic safety standard requirements is portable field maintenance sold under the trade name Model 475 Field Communicator, available from Emerson Process Management, Austin, Texas.・ Tools are listed.

高機能フィールド・デバイス及び携帯型フィールド・メンテナンス・デバイスが、携帯型フィールド・メンテナンスに関して、様々な新しい機能及び能力を提供しているが、いくつかの機能は、まだ多少扱いにくい。例えば、プロセス制御システムのためのフィールド・デバイスを作動させる(初めてデバイスを接続する)作業は、通常、2人での操作となる。1人がフィールドに出てフィールド・デバイスを接続し、そして、もう1人が制御室内で接続が良好かどうかを確認するために制御システム・ディスプレイ又はディスプレイを監視する。これまでの2人でのフィールド・メンテナンス作業を1人作業に変えることができるシステム及び方法を示すことによって、携帯型フィールド・メンテナンスが容易になる。更に、このようなシステムは、プロセス制御システム自体との強化された相互作用を一般に提供することもできる。   Advanced field devices and portable field maintenance devices offer various new functions and capabilities for portable field maintenance, but some functions are still somewhat cumbersome. For example, activating a field device for a process control system (connecting the device for the first time) is typically a two person operation. One person enters the field and connects the field device, and the other person monitors the control system display or display to see if the connection is good in the control room. By presenting a system and method that can change a conventional field maintenance work by two people into a single work, portable field maintenance is facilitated. In addition, such systems can generally provide enhanced interaction with the process control system itself.

概要
プロセス制御システムと相互作用させる方法が提供される。方法は、フィールド・デバイスと物理的に近接させてモバイル電子デバイスが運ばれるステップを含む。モバイル電子デバイスは、フィールド・デバイスのデジタル・プロセス通信チャネルに接続される。クライアント・ソフトウェア・アプリケーションが、モバイル電子デバイスで開始される。デジタルプロセス通信チャネルは、クライアント・ソフトウェア・アプリケーションを、モバイル電子デバイス及びフィールド・デバイスの両方から離れたホスト・アプリケーションと、通信の接続をするために使用される。
A method is provided for interacting with a process control system. The method includes the step of transporting the mobile electronic device in physical proximity to the field device. The mobile electronic device is connected to the digital process communication channel of the field device. A client software application is initiated on the mobile electronic device. The digital process communication channel is used to connect the client software application with a host application remote from both the mobile electronic device and the field device.

本発明の実施形態が特に有用なプロセス制御及び監視システムの線図である。1 is a diagram of a process control and monitoring system in which embodiments of the present invention are particularly useful. 従来技術による、フィールド・デバイスに接続された携帯型フィールド・メンテナンス・ツール22の線図である。1 is a diagram of a portable field maintenance tool 22 connected to a field device according to the prior art. FIG. 従来技術による、フィールド・デバイスに接続された携帯型フィールド・メンテナンス・ツール22の線図である。1 is a diagram of a portable field maintenance tool 22 connected to a field device according to the prior art. FIG. フィールド・デバイスに物理的に接続された携帯型フィールド・メンテナンス・ツール又はモバイル・デバイスの線図である。1 is a diagram of a portable field maintenance tool or mobile device physically connected to a field device. FIG. ワーク・ステーションに接続された携帯型フィールド・メンテナンス・ツールの線図である。FIG. 2 is a diagram of a portable field maintenance tool connected to a work station. 本発明の実施形態によるモバイル・デバイスを使用してプロセス制御システムと相互作用する方法のフロー・チャートである。2 is a flow chart of a method for interacting with a process control system using a mobile device according to an embodiment of the present invention.

発明の詳細な説明
高機能フィールドデバイスは、通常、制御システムと通信するために、フィールドバスと多くの場合称される工業通信プロトコルを使用する。フィールドバスは、一般に、フィールド・デバイスによって実施されるプロセス制御機能のために、最適化される。(技術者のような)フィールド側の人間は、通常、制御システムへの接続のためのフィールドデバイスの準備又は制御システムでのフィールド・デバイスの特定機能の実施に必要な、フィールド・デバイスの調整を行うために、プロセス工業規格通信プロトコルを使用したフィールドバスを介してフィールド・デバイスと通信をする、フィールド・コミュニケータと称される特定目的の携帯型フィールド・メンテナンス・ツールを使用する。上記したように、携帯型フィールド・メンテナンスの少なくともいくつかの作業は、現在、2人の人間を必要とする。しかしながら、本発明のいくつかの実施形態によれば、制御室側で現在行われている作業のためにフィールド側の技術者に適切な遠隔端末又は接続が提供される場合、制御室側の人間の必要性を排除することができる。制御室側で使用されているワーク・ステーション(単数又は複数)の機能を実施するソフトウェアを実行する制御システム・ホストへと戻る無線接続を使用して、ラップトップ型又はタブレット型コンピュータの機能性と共に、本発明のいくつかの実施形態を実施することができるが、携帯型フィールド・メンテナンス・ツールを使用することが好ましい。これは、ラップトップ型又はタブレット型コンピュータの物理的条件が、技術者が持ち歩く必要のある普通のデバイスを提供するためである。更に、少なくともいくつかのプロセス施設は高揮発性の環境にあるので、本質的に安全なデバイスの必要性が求められる。タブレット型コンピュータ及びラップトップ型コンピュータが一般的であるが、本質的に安全なコンピュータは、非常に高価で複雑な特定目的のデバイスである。
Detailed Description of the Invention Advanced field devices typically use an industrial communication protocol, often referred to as the fieldbus, to communicate with a control system. Fieldbus is generally optimized for process control functions performed by field devices. Field-side humans (such as technicians) typically make field device adjustments necessary to prepare the field device for connection to the control system or to perform a specific function of the field device in the control system. To do so, use a special purpose portable field maintenance tool called a field communicator that communicates with a field device via a fieldbus using a process industry standard communication protocol. As noted above, at least some tasks in portable field maintenance currently require two people. However, according to some embodiments of the present invention, if a suitable remote terminal or connection is provided to a field technician for work currently being performed on the control room side, a human on the control room side will be provided. The need for can be eliminated. Along with the functionality of a laptop or tablet computer, using a wireless connection back to the control system host running software that implements the function of the work station (s) used on the control room side Although some embodiments of the present invention can be implemented, it is preferred to use a portable field maintenance tool. This is because the physical conditions of a laptop or tablet computer provide a normal device that the technician needs to carry around. Furthermore, since at least some process facilities are in a highly volatile environment, the need for intrinsically safe devices is required. Tablet computers and laptop computers are common, but intrinsically secure computers are very expensive and complex special purpose devices.

図1は、本発明の実施形態が特に有用なプロセス制御及び監視システムの線図である。制御室10は、プロセス通信ループ16を介して、1つ以上のフィールド・デバイス18に接続される。プロセス流体導管14に設置されたプロセス流体圧力センサとして、フィールド・デバイス18は例示される。しかしながら、プロセス流体温度センサ、プロセス流体流量センサなどの、様々なプロセス流体変量発生器が公知である。制御室10は、簡単に長方形の囲みとして図示される。実際には、制御室10は、プロセス施設の、揮発性で、そして潜在的に爆発性の、環境から物理的に間隔を置いた位置にある。更に、制御室10は、プロセス制御ソフトウェア及び/又は固定資産管理ソフトウェアを動作する1つ以上のワーク・ステーション又はパーソナル・コンピュータを備えることができる。制御室10内に配置される1つ以上の様々なワーク・ステーション及びコンピュータは、Ethernet networkなどの、データ通信ネットワークを介して、一般に通信することで互いに接続される。   FIG. 1 is a diagram of a process control and monitoring system in which embodiments of the present invention are particularly useful. The control room 10 is connected to one or more field devices 18 via a process communication loop 16. The field device 18 is illustrated as a process fluid pressure sensor installed in the process fluid conduit 14. However, various process fluid variable generators are known, such as process fluid temperature sensors, process fluid flow sensors, and the like. The control room 10 is simply illustrated as a rectangular enclosure. In practice, the control room 10 is located at the process facility's volatile and potentially explosive, physically spaced from the environment. In addition, the control room 10 may comprise one or more work stations or personal computers running process control software and / or fixed asset management software. One or more various work stations and computers located within the control room 10 are connected to each other by generally communicating via a data communication network, such as an Ethernet network.

プロセス制御ループ16は、一般に、通信ネットワークの特殊形式である。これは、潜在的に爆発性の環境に点火源が確実に提供されることがないように十分に低くエネルギーレベルを保つことを保証するために、ループ16による通信が、エネルギー制限された方法で一般に行われるためである。公知のプロセス通信又は制御ループ・プロトコルの例としては、Highway Addressable Remote Transducer(HART(登録商標))プロトコル、FOUNDATION(商標)フィールドバス、PROFIBUS-PAなどが挙げられる。   The process control loop 16 is generally a special form of communication network. This ensures that communication by loop 16 is in an energy-limited manner to ensure that the energy level is kept low enough to ensure that the ignition source is not reliably provided to a potentially explosive environment. This is because it is generally performed. Examples of known process communication or control loop protocols include the Highway Addressable Remote Transducer (HART ™) protocol, FOUNDATION ™ fieldbus, PROFIBUS-PA, and the like.

上記したように、プロセス制御システムのメンテナンスに関するいくつかの作業の間、フィールド・デバイスにメンテナンスを提供するために、技術者がプロセス流体圧力送信器18のような、フィールド・デバイスの位置に近接したフィールドへ移動することが、一般に必要である。一般に、フィールド・デバイスと相互作用させるために、携帯型フィールド・メンテナンス・ツールが、技術者によって使用される。   As noted above, a technician is in close proximity to the location of a field device, such as a process fluid pressure transmitter 18, to provide maintenance to the field device during some work related to process control system maintenance. It is generally necessary to move to the field. In general, portable field maintenance tools are used by technicians to interact with field devices.

図2A及び図2Bは、従来技術による、フィールド・デバイスに接続された携帯型フィールド・メンテナンス・ツール22の線図である。図2Aに示されるように、携帯型フィールド・メンテナンス・ツールは、作業導線30、32にそれぞれ接続する一対の端子25、27を含む。作業導線は、フィールド・デバイス20の端子24に続いて接続される。端子24を、このような携帯型フィールド・メンテナンス・ツールをデバイス20に接続させそしてデバイス20と相互作用し合わせる専用端末とすることができる。   2A and 2B are diagrams of a portable field maintenance tool 22 connected to a field device according to the prior art. As shown in FIG. 2A, the portable field maintenance tool includes a pair of terminals 25, 27 that connect to work leads 30, 32, respectively. The working conductor is connected subsequent to the terminal 24 of the field device 20. Terminal 24 may be a dedicated terminal that connects such portable field maintenance tools to device 20 and interacts with device 20.

図2Bは、携帯型フィールド・メンテナンス・ツール22を、フィールド・デバイス23が接続されるプロセス制御ループ34に直接接続させる、代替の配列を示す。どちらの場合も、携帯型フィールド・メンテナンス・ツール及びフィールド・デバイスの間の有線接続によって、携帯型フィールド・メンテナンス・ツールは、所望のフィールド・デバイス20、23と相互作用させることができる。より最近では、WirelessHARTなどの、無線プロセス通信プロトコルが提供されている。携帯型フィールド・メンテナンス・ツールは、また、無線で通信をするフィールド・デバイスと相互作用させるために、これらの無線技術の利点を利用し始めている。   FIG. 2B shows an alternative arrangement for connecting the portable field maintenance tool 22 directly to the process control loop 34 to which the field device 23 is connected. In either case, the wired connection between the portable field maintenance tool and the field device allows the portable field maintenance tool to interact with the desired field device 20,23. More recently, wireless process communication protocols such as WirelessHART have been provided. Portable field maintenance tools are also beginning to take advantage of these wireless technologies to interact with field devices that communicate wirelessly.

メンテナンス技術者及びモバイル・ワーカーは、携帯型フィールド・メンテナンス・ツールなどのツールを使用して、プラント環境で職務を通常実施する。これらのツールは、フィールド・デバイスの構成情報の交換のために、テキサス州オースティンのEmerson Process Managementから入手可能な、AMS device managerのような、ホストの固定資産管理アプリケーションと同期することができる。しかしながら、携帯型フィールド・メンテナンス・ツールをフィールドで使用し、フィールドバス・ネットワーク(HART(登録商標)、FOUNDATION(商標)フィールドバス、PROFIBUS-PA又はデジタル通信プロトコルを伴う他のネットワーク)に接続する場合には、携帯型フィールド・メンテナンス・ツールは、検査されている器具に関する履歴情報又は他の情報にアクセスしない。AMS Device Managerのようなアプリケーションは、現在及びこれまでの構成データ、デバイス変化、現在及びこれまでのアラート情報、製品データシート、現在及びこれまでの較正情報、並びに、図面及びメモのようなユーザ入力情報などの、携帯型フィールド・メンテナンス・ツールに通常保存されない多くの固定資産情報を収容する。   Maintenance technicians and mobile workers typically perform their duties in a plant environment using tools such as portable field maintenance tools. These tools can be synchronized with host fixed asset management applications, such as AMS device manager, available from Emerson Process Management in Austin, Texas, for the exchange of field device configuration information. However, when using portable field maintenance tools in the field and connecting to a fieldbus network (HART (R), FOUNDATION (TM) fieldbus, PROFIBUS-PA or other networks with digital communication protocols) In some cases, the portable field maintenance tool does not access historical information or other information about the instrument being tested. Applications such as AMS Device Manager can be used to configure current and previous configuration data, device changes, current and previous alert information, product data sheets, current and previous calibration information, and user input such as drawings and notes. It contains a lot of fixed asset information that is not normally stored in portable field maintenance tools, such as information.

本発明の実施形態は、携帯型フィールド・メンテナンス・ツールに通信チャネルを提供するために、それぞれのフィールド・デバイスに必ず存在するデジタル通信チャネルを一般に活用する。携帯型フィールド・メンテナンス・ツールがフィールドバス・ネットワークに接続されるという事実は、適切なアプリケーション・ソフトウェアが携帯型フィールド・メンテナンス・ツール及びホストコンピュータの両方に提供される場合に、ホストコンピュータ又は上位プラント・ネットワーク上で動作するホスト・アプリケーションによって、通信が技術的に確立され、そして、通信により、ツールがクライアント・アプリケーションとしての機能を果たすことができることを意味する。本発明の実施形態は、制御室で使用されているワーク・ステーションの機能を実施するソフトウェアを実行する制御システムホスト・ネットワークへと戻る直接のWi-Fi接続を提供するラップトップ型又はタブレット型コンピュータによって、実施することができるが、好ましい実施形態は、ホストコンピュータと通信の接続がされた携帯型フィールド・メンテナンス・ツールを一般に含む。フィールド・デバイスを作動させるのに必要な作業を実施するために、携帯型フィールド・メンテナンス・ツールが既に必要とされているため、ラップトップ又はタブレットと比較して好ましい実施形態は、制御室で使用されているワーク・ステーションの機能を携帯型フィールド・メンテナンス・ツールが実施できるようにすることである。上記の実施形態の提供を可能にする1つの方法は、携帯型フィールド・メンテナンス・ツールを屋外のフィールドに配置しながら、制御室のサーバ・アプリケーションに遠隔端末又はシン−クライアントとして接続をする、携帯型フィールド・メンテナンス・ツールのプロセッサで動作する簡単なソフトウェア・アプリケーションを、携帯型フィールド・メンテナンス・ツールが使用し、制御室で、ワーク・ステーション(単数又は複数)が大部分の計算作業を行うことである。   Embodiments of the present invention generally utilize digital communication channels that are necessarily present in each field device in order to provide communication channels for portable field maintenance tools. The fact that the portable field maintenance tool is connected to the fieldbus network means that if the appropriate application software is provided to both the portable field maintenance tool and the host computer, the host computer or host plant Means that communication is technically established by a host application running on the network and that the tool can serve as a client application. Embodiments of the present invention provide a laptop or tablet computer that provides a direct Wi-Fi connection back to the control system host network running software that implements the functions of the work stations used in the control room However, the preferred embodiment generally includes a portable field maintenance tool in communication connection with the host computer. The preferred embodiment compared to a laptop or tablet is used in the control room because a portable field maintenance tool is already needed to perform the work necessary to operate the field device. It is intended to allow portable field maintenance tools to perform the functions of the work station being used. One way to enable the provision of the above embodiment is to connect a portable field maintenance tool as a remote terminal or thin-client to a control room server application while placing it in an outdoor field. A simple software application that runs on a type field maintenance tool processor is used by the portable field maintenance tool and the work station (s) perform most of the computation work in the control room. It is.

図3は、破線の接続128によってフィールド・デバイス18に物理的に接続された携帯型フィールド・メンテナンス・ツール又はモバイルデバイス122の線図である。有線接続124によって、携帯型フィールド・メンテナンス・ツール122はプロセス通信ループ16を介して通信することができる。より詳細には、Highway Addressable Remote Transducer(HART(登録商標))プロトコル、FOUNDATION(商標)フィールドバスなどの、デジタル・プロセス通信プロトコルを利用するプロセス施設で、携帯型フィールド・メンテナンス・ツール122は、プロセス通信ループ16に接続されるデバイスとデジタルで通信することができる。工業規格プロセス通信プロトコルは、場合によっては、接続されたフィールド・デバイスを全体として動かすことができる通信技術を利用する。更に、上記したような、本質的安全規格の要求事項を満足するフィールド・デバイスで、このようなプロトコルを使用することができる。図3に示される実施形態が好まれるが、本発明の実施形態は、同様に無線プロセス通信技術を適用することもできる。例えば、フィールド・デバイス18は、プロセス通信ループへの有線接続を備える代わりに、国際規格(IEC62591)に記載されるWirelessHART通信などの、無線プロセス通信回路を含むことができる。この規格は、2.4GHzの周波数で無線通信を使用するが、その他の点では、有線HART通信において使用されるのと同じコマンド・ストラクチャを使用する。WirelessHARTプロトコルは無線プロセス通信プロトコルの一例であるが、他の規格を本発明の実施形態に従って利用することもできる。WirelessHART仕様の追加的な詳細は、HART Communications Foundationによって公表される。WirelessHART仕様の関連部分としては、HCF_Spec 13・改訂版7.0、HART Specification 65 - Wireless Physical Layer Specification、HART Specification 75 - TDMA Data Link Layer Specification(TDMAはTime Division Multiple Accessを指す)、HART Specification 85 - Network Management Specification、HART Specification 155 - Wireless Command Specification及びHART Specification 290 - Wireless Devices Specificationが挙げられる。したがって、携帯型デバイス122内の適切な無線周波数通信回路は、WirelessHARTなどの、無線プロセス通信プロトコルに従って通信することが可能である。   FIG. 3 is a diagram of a portable field maintenance tool or mobile device 122 physically connected to field device 18 by dashed connection 128. A wired connection 124 allows the portable field maintenance tool 122 to communicate via the process communication loop 16. More specifically, in a process facility that utilizes a digital process communication protocol such as the Highway Addressable Remote Transducer (HART®) protocol, FOUNDATION ™ fieldbus, etc., the portable field maintenance tool 122 is a process It is possible to communicate digitally with devices connected to the communication loop 16. Industry standard process communication protocols, in some cases, utilize communication technologies that can move connected field devices as a whole. Furthermore, such protocols can be used with field devices that meet the requirements of intrinsic safety standards, as described above. Although the embodiment shown in FIG. 3 is preferred, embodiments of the present invention can apply wireless process communication techniques as well. For example, instead of providing a wired connection to the process communication loop, the field device 18 may include a wireless process communication circuit, such as WirelessHART communication described in an international standard (IEC 62591). This standard uses wireless communications at a frequency of 2.4 GHz, but otherwise uses the same command structure used in wired HART communications. The WirelessHART protocol is an example of a wireless process communication protocol, but other standards may be utilized in accordance with embodiments of the present invention. Additional details of the WirelessHART specification are published by the HART Communications Foundation. The relevant parts of the WirelessHART specification include HCF_Spec 13, Revised 7.0, HART Specification 65-Wireless Physical Layer Specification, HART Specification 75-TDMA Data Link Layer Specification (TDMA refers to Time Division Multiple Access), HART Specification 85-Network Management Specification, HART Specification 155-Wireless Command Specification and HART Specification 290-Wireless Devices Specification. Thus, suitable radio frequency communication circuitry within the portable device 122 can communicate according to a radio process communication protocol, such as WirelessHART.

フィールド・デバイスの位置に基づいて、有線プロセス通信リンクか無線プロセス通信リンクのどちらかを介して通信のリンクが可能であると断定することができる。この知識を活用して、携帯型フィールド・メンテナンス・ツール122は、フィールド・デバイス18が通信するか又は通信することになるプロセス通信ループを介して接続するか、又は通信することができる。したがって、この通信の接続に基づいて、携帯型フィールド・メンテナンス・ツール122又はモバイル・デバイスは、(参照番号126で概略的に示される)ホスト・コンピュータと、プロセス通信ループによって、通信を確立することができる。モバイル・デバイス又は携帯型フィールド・メンテナンス・ツール122の、ワーク・ステーション126への通信の接続は、有線プロセス通信又は無線プロセス通信のいずれかを使用して実施することができるが、それとは無関係に、通信チャネル又はリンク128が、デバイス122とワーク・ステーション126の間に獲得される。リンク128は、フィールド・デバイス18のためのフィールドバス・ネットワークのタイプに特有の適切な通信プロトコルを使用して作成することができる。例えば、いくつかの形式のパススルー又は埋め込みメッセージを、特有のプロセス通信プロトコルの許容可能なペイロード内で使用することができる。例えば、その技術は、HTTP又は他の適切な情報を通信するための米国特許第6,370,448号に教示されており、プロセス通信ループを介して、本発明の実施形態に従って利用することができる。   Based on the location of the field device, it can be determined that a communication link is possible via either a wired process communication link or a wireless process communication link. Utilizing this knowledge, the portable field maintenance tool 122 can connect or communicate through a process communication loop with which the field device 18 communicates or will communicate. Thus, based on this communication connection, the portable field maintenance tool 122 or mobile device establishes communication with the host computer (represented schematically by reference numeral 126) by a process communication loop. Can do. The connection of communication of the mobile device or portable field maintenance tool 122 to the work station 126 can be implemented using either wired or wireless process communication, but independently of that. , A communication channel or link 128 is acquired between the device 122 and the work station 126. The link 128 can be created using an appropriate communication protocol specific to the type of fieldbus network for the field device 18. For example, some form of pass-through or embedded message can be used within the acceptable payload of a particular process communication protocol. For example, the technique is taught in US Pat. No. 6,370,448 for communicating HTTP or other suitable information and can be utilized in accordance with embodiments of the present invention via a process communication loop.

図4は、通信の接続128を介してワーク・ステーション126に接続された図3の携帯型フィールド・メンテナンス・ツール122の線図である。図4は、ツール122内で動作するシン−クライアント132を示す。シン−クライアント132は、コンピュータの役割を遂行するためにワーク・ステーション126内で動作するシン−クライアント・サーバ・モジュール130にかなり依存した、携帯型フィールド・メンテナンス・ツール122のプロセッサで実行されるコンピュータプログラムである。例えば、一実施形態では、携帯型フィールド・メンテナンス・ツール122は、ミネソタ州、エデンプレイリーのEmerson Process Managementから入手可能な商標名475 Field Communicatorで販売される携帯型フィールド・メンテナンス・ツールである。このデバイスは、堅牢なリアル−タイム・オペレーティング・システムであるWindows CEで動作する。したがって、一実施形態では、シン−クライアント132は、Windows CEオペレーティング。システムでの動作に適したリモート・デスクトップ接続又はターミナル・サービス・クライアント・ソフトウェア132を含む。このような実施形態では、ワーク・ステーション126は、Windows 7などのMicrosoft Windows系オペレーティング・システムを実行し、サーバ・デーモン又はプロセス130を提供する。シン−クライアント132が、携帯型フィールド・メンテナンス・ツール122内で実行中で、サーバ・デーモン130に接続される場合には、シン−クライアント132は、ワーク・ステーション126のディスプレイに現在示されるものに対応した表示内容を、携帯型フィールド・メンテナンス・ツール122のディスプレイに提示することができる。加えて、携帯型フィールド・メンテナンス・ツール122上のキー入力及びスタイラス又はカーソル位置決定のようなユーザ入力は、代替として、ワーク・ステーション126へと転送されそして入力される。このようにして、携帯型フィールド・メンテナンス・ツールは、ワーク・ステーション126用のユーザ・インタフェースの拡張となり、その結果、ワーク・ステーション126が接続される制御システム及び/又は固定資産管理システムと、技術者が相互作用させることを可能にする。   FIG. 4 is a diagram of the portable field maintenance tool 122 of FIG. 3 connected to the work station 126 via a communication connection 128. FIG. 4 shows a thin-client 132 operating within the tool 122. The thin-client 132 is a computer running on the processor of the portable field maintenance tool 122 that relies heavily on the thin-client server module 130 operating within the work station 126 to perform the computer role. It is a program. For example, in one embodiment, portable field maintenance tool 122 is a portable field maintenance tool sold under the trade name 475 Field Communicator available from Emerson Process Management, Eden Prairie, Minnesota. The device runs on Windows CE, a robust real-time operating system. Thus, in one embodiment, the thin-client 132 is a Windows CE operating. Includes remote desktop connection or terminal services client software 132 suitable for operation on the system. In such an embodiment, work station 126 runs a Microsoft Windows-based operating system such as Windows 7 and provides a server daemon or process 130. If the thin-client 132 is running in the portable field maintenance tool 122 and connected to the server daemon 130, the thin-client 132 will be what is currently shown on the display of the work station 126. Corresponding display content can be presented on the display of the portable field maintenance tool 122. In addition, key inputs on the portable field maintenance tool 122 and user inputs such as stylus or cursor positioning are alternatively transferred and entered into the work station 126. In this way, the portable field maintenance tool is an extension of the user interface for the work station 126, so that the control system and / or fixed asset management system to which the work station 126 is connected and the technology Allows one to interact.

図5は、本発明の実施形態によるモバイル・デバイスを使用してプロセス制御システムと相互作用させる方法150のフロー・チャートである。携帯型フィールドメンテナンスツールなどの、モバイル・デバイスがフィールド・デバイスと物理的に近接されるように運ばれるブロック152から、方法150は開始される。ブロック154で、モバイル・デバイスが、フィールド・デバイスのデジタル・プロセス通信チャネルに接続される。上記したように、この接続は、有線又は無線接続のどちらでもよい。ブロック156で、クライアント・ソフトウェア・アプリケーションが、モバイル・デバイス上で開始される。このアプリケーションを、遠隔端末又は他の適切なクライアントに存在することができる。ブロック158で、クライアント・ソフトウェア・アプリケーションが、フィールド・デバイスの通信チャネルを介して、ホスト・アプリケーションに通信の接続をさせる。   FIG. 5 is a flow chart of a method 150 for interacting with a process control system using a mobile device according to an embodiment of the present invention. The method 150 begins at block 152 where a mobile device, such as a portable field maintenance tool, is brought into physical proximity with the field device. At block 154, the mobile device is connected to the digital process communication channel of the field device. As described above, this connection may be either a wired or wireless connection. At block 156, the client software application is started on the mobile device. This application may reside on a remote terminal or other suitable client. At block 158, the client software application causes the host application to establish a communication connection via the field device communication channel.

携帯型フィールド・メンテナンス・ツールがフィールドで使用される間、携帯型フィールド・メンテナンス・ツールは、固定資産管理システムと一般的に同期されるが、検査されている器具に関する履歴情報又は他の情報には通常はアクセスしなかった。AMS Device Managerなどのアプリケーションは、携帯型フィールド・メンテナンス・ツールに通常保存されない多くの固定資産の情報を収容する。このような情報としては、現在及びこれまでの構成データ、デバイスの変化、現在及びこれまでのアラート情報、製品データ・シート、現在及びこれまでの較正情報、並びに、図面及びメモのようなユーザ入力情報が挙げられる。すべてのこのような情報に、今では、技術者は、携帯型フィールド・メンテナンス・ツールを伴ってフィールドにいる間、すばやくそして容易にアクセスすることができる。これにより、フィールド・メンテナンス・ワーカーへ、フィールドで実施されている職務に関して最良の決定を確実に行うことができるような情報を提供するのを援助することが可能となる。更に、この種の機能は、フィールドで実施されている動作が、例えば、イベント又はアラートのロギング、実施されている手動ステップの記録、及び、Computer Maintenance Management Systems(CMMS)などの上位アプリケーションへ要求される作業の開始のような、固定資産管理システム内での動作を開始することを可能にする。更に、固定資産管理システムは、フィールドバス・ネットワークを介してプラント環境内の固定資産を連続的に監視するために利用可能であり、フィールドの変化及びアラート情報を検出する能力を有する。しかしながら、現在まで、フィールドでこれらのネットワークの1つに接続されたユーザ又は技術者が、フィールドバス・ネットワークを介して実際に固定資産管理システムに対するクライアントとなるための仕組みが存在しなかった。ここではWindows系オペレーション・システムに関してシン−クライアントの説明を提供したが、当業者は他のシン−クライアントが可能であることを認識するであろう。更に、携帯型フィールド・メンテナンス・ツール122で実行されるシン−クライアントを、制御室又はプロセス制御ネットワーク内の複数の異なるサーバにアクセスするように構成することができる。その結果、従来ではワーク・ステーション126のようなワーク・ステーションに座る2人目のオペレータが必要であった無数の新しい機能を、フィールド・メンテナンス・ワーカーは、現場にいながら、容易に実施することができる。   While the portable field maintenance tool is used in the field, the portable field maintenance tool is generally synchronized with the fixed asset management system, but with historical or other information about the instrument being inspected. Did not normally access. Applications such as AMS Device Manager contain information on many fixed assets that are not normally stored in portable field maintenance tools. Such information includes current and historical configuration data, device changes, current and historical alert information, product data sheets, current and historical calibration information, and user input such as drawings and notes. Information. All such information can now be accessed quickly and easily while the technician is in the field with a portable field maintenance tool. This can help provide field maintenance workers with information that can ensure the best decisions regarding the job being performed in the field. In addition, this type of functionality is required for actions performed in the field, such as logging events or alerts, recording manual steps being performed, and higher level applications such as Computer Maintenance Management Systems (CMMS). It is possible to start an operation in the fixed asset management system, such as starting an operation. In addition, the fixed asset management system can be used to continuously monitor fixed assets in the plant environment via a fieldbus network and has the ability to detect field changes and alert information. To date, however, there has been no mechanism for a user or technician connected to one of these networks in the field to actually become a client for a fixed asset management system via the fieldbus network. Although a thin-client description has been provided here for a Windows-based operating system, those skilled in the art will recognize that other thin-clients are possible. Further, the thin-client running on the portable field maintenance tool 122 can be configured to access multiple different servers in the control room or process control network. As a result, field maintenance workers can easily perform countless new functions that would previously have required a second operator sitting at a work station, such as work station 126, while on site. it can.

本発明が好ましい実施形態を参照にして説明されたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく形式及び細部で変更が可能であることを当業者は認識するであろう。   Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, workers skilled in the art will recognize that changes may be made in form and detail without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (20)

プロセス制御システムと相互作用させる方法であって、
モバイル電子デバイスを、フィールド・デバイスと物理的に近接するように運ぶステップと、
前記モバイル電子デバイスを、前記フィールド・デバイスのデジタル・プロセス通信チャネルに接続するステップと、
前記モバイル電子デバイスで、クライアント・ソフトウェア・アプリケーションを開始するステップと、
前記クライアント・ソフトウェア・アプリケーションを、前記モバイル電子デバイス及び前記フィールド・デバイスの両方から離れたホスト・アプリケーションに、通信の接続をさせるために、前記デジタル・プロセス通信チャネルを使用するステップと、
を含む方法。
A method of interacting with a process control system,
Carrying the mobile electronic device in physical proximity to the field device;
Connecting the mobile electronic device to a digital process communication channel of the field device;
Initiating a client software application on the mobile electronic device;
Using the digital process communication channel to cause the client software application to establish a communication connection to a host application remote from both the mobile electronic device and the field device;
Including methods.
前記モバイル・デバイスが、携帯型フィールド・メンテナンス・ツールである、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the mobile device is a portable field maintenance tool. 前記携帯型フィールド・メンテナンス・ツールが、本質的安全規格の要求事項を満足する、請求項2に記載の方法。   The method of claim 2, wherein the portable field maintenance tool meets intrinsic safety standard requirements. 前記モバイル電子デバイスを、前記フィールド・デバイスの前記デジタル・プロセス通信チャネルに接続するステップが、有線接続を含む、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein connecting the mobile electronic device to the digital process communication channel of the field device comprises a wired connection. 前記モバイル・デバイスが、プロセス工業規格通信プロトコルを使用した前記有線接続を介して、通信する、請求項4に記載の方法。   The method of claim 4, wherein the mobile device communicates via the wired connection using a process industry standard communication protocol. 前記モバイル電子デバイスを、前記フィールド・デバイスの前記デジタル・プロセス通信チャネルに接続するステップが、無線接続を含む、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein connecting the mobile electronic device to the digital process communication channel of the field device comprises a wireless connection. 前記モバイル・デバイスが、プロセス工業規格通信プロトコルを使用した前記無線接続を介して、通信する、請求項6に記載の方法。   The method of claim 6, wherein the mobile device communicates over the wireless connection using a process industry standard communication protocol. 前記クライアント・ソフトウェア・アプリケーションが、シン−クライアント・ソフトウェア・アプリケーションである、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the client software application is a thin-client software application. 前記ホスト・アプリケーションのディスプレイが、前記モバイルデバイスのディスプレイに提供され、そして、前記モバイル・デバイスに対するユーザ入力が、前記ホスト・アプリケーションに入力される、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein a display of the host application is provided on a display of the mobile device, and user input for the mobile device is input to the host application. 前記ホスト・アプリケーションが、制御室のワークステーションで実行される、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the host application is executed at a control room workstation. 前記ワークステーションが、固定資産管理ソフトウェア・システムへのアクセスを提供する、請求項10に記載の方法。   The method of claim 10, wherein the workstation provides access to a fixed asset management software system. 前記クライアント・アプリケーションが、前記固定資産管理システムで動作を自動で開始するために、前記固定資産管理システムにアクセスする、請求項11に記載の方法。   The method of claim 11, wherein the client application accesses the fixed asset management system to automatically initiate an operation on the fixed asset management system. 前記携帯型フィールド・メンテナンス・ツールが、前記モバイル・デバイスを使用して実施された少なくとも1つの作業のパーマネント・レコードを作成するために、フィールドの変化を自動で記録するように前記ホスト・アプリケーションと通信をする、請求項11に記載の方法。   The portable field maintenance tool is configured to automatically record field changes to create a permanent record of at least one work performed using the mobile device; and The method according to claim 11, wherein communication is performed. 前記携帯型フィールド・メンテナンス・ツールが、前記ホスト・アプリケーションを介して作業命令を自動で生成するために、前記ホスト・アプリケーションと通信をする、請求項11に記載の方法。   The method of claim 11, wherein the portable field maintenance tool communicates with the host application to automatically generate work orders via the host application. 前記携帯型フィールド・メンテナンス・ツールが、前記フィールドで複数の固定資産に渡るループ点検を調整するために、前記ホスト・アプリケーションと通信をする、請求項11に記載の方法。   The method of claim 11, wherein the portable field maintenance tool communicates with the host application to coordinate loop inspection across multiple fixed assets in the field. 制御室に配置され、ホスト・アプリケーションを実行するワーク・ステーションと、
プロセスに接続され、プロセス通信ループを介して前記ワーク・ステーションと通信の接続をさせるフィールド・デバイスと、
前記フィールド・デバイスに物理的に近接し、前記プロセス通信ループに通信の接続がされる携帯型フィールド・メンテナンス・ツールであって、前記プロセス通信ループを介して前記ホスト・アプリケーションと通信するクライアント・アプリケーションが実行される前記携帯型フィールド・メンテナンス・ツールと、
を含むプロセス制御システム。
A workstation located in the control room and running a host application;
A field device connected to the process and having a communication connection with the work station via a process communication loop;
A portable field maintenance tool in physical proximity to the field device and connected to the process communication loop for communication with the host application via the process communication loop Said portable field maintenance tool to be executed;
Including process control system.
前記携帯型フィールド・メンテナンス・ツールが、本質的安全規格の要求事項を満足する、請求項16に記載のプロセス制御システム。   The process control system of claim 16, wherein the portable field maintenance tool meets intrinsic safety standard requirements. 前記携帯型フィールド・メンテナンス・ツールで動作する前記クライアント・アプリケーションが、遠隔ターミナル・サービスを提供する、請求項17に記載のプロセス制御システム。   The process control system of claim 17, wherein the client application running on the portable field maintenance tool provides a remote terminal service. 前記遠隔ターミナル・サービスが、前記ワーク・ステーションのディスプレイに対応する前記携帯型フィールド・メンテナンス・ツールのディスプレイを提供する、請求項18に記載のプロセス制御システム。   19. The process control system of claim 18, wherein the remote terminal service provides a display of the portable field maintenance tool corresponding to the display of the work station. 前記携帯型フィールド・メンテナンス・ツールに対するユーザ入力が、前記ワーク・ステーションへ転送される、請求項18に記載のプロセス制御システム。   The process control system of claim 18, wherein user input to the portable field maintenance tool is forwarded to the work station.
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